Un barco de doble acción es un tipo de barco rompehielos diseñado para viajar hacia adelante en aguas abiertas y hielo fino, pero girar y avanzar hacia atrás (hacia atrás) en condiciones de mucho hielo. De esta manera, el barco puede operar de forma independiente en condiciones severas de hielo sin la ayuda de un rompehielos, pero conserva un mejor rendimiento en aguas abiertas que los buques rompehielos tradicionales. [1]
Los buques de doble efecto que transportan carga líquida generalmente se denominan petroleros de doble efecto . A principios de la década de 1990, el Centro de Tecnología Ártica Kværner Masa-Yards (MARC) desarrolló el concepto para el transporte de petróleo entre el Ártico ruso y Europa y el primer petrolero de doble efecto, el petrolero finlandés Tempera , fue entregado en 2002. [1] [2]
A principios de la década de 1990, los estudios realizados por Kvaerner Masa-Yards demostraron que la eficiencia del barco en aguas abiertas es un factor tan importante como su capacidad para operar en condiciones difíciles de hielo en el transporte de petróleo desde el Ártico ruso a Europa. Esto se debió a que en una ruta directa el 90% del tiempo transcurriría en aguas abiertas. También se descubrió que el transporte independiente directo con un barco capaz de navegar tanto en hielo como en aguas abiertas era una alternativa más económica en comparación con el transbordo , es decir, el uso de diferentes barcos para diferentes partes del viaje, o barcos normales que dependen de la asistencia de un rompehielos. . [1]
Aunque en el pasado se habían construido buques de carga rompehielos, la forma de sus cascos siempre fue un compromiso entre el rendimiento en aguas abiertas y la capacidad para romper el hielo. Una buena proa rompehielos, diseñada para romper el hielo doblándolo bajo el peso del barco, tiene características muy pobres en aguas abiertas y está sujeta a golpes en condiciones climáticas adversas. Sin embargo, una proa bulbosa hidrodinámicamente eficiente aumenta considerablemente la resistencia al hielo, lo que la hace inadecuada para rompehielos. [3] [4] Como resultado, la eficiencia total de los barcos rompehielos es entre un 20% y un 40% menor que la de buenos barcos de aguas abiertas de tamaño similar, principalmente debido a la forma de la proa. [1]
A finales del siglo XIX, los capitanes que operaban barcos en aguas congeladas descubrieron que a veces era más fácil romper el hielo haciendo retroceder sus barcos. [3] Aunque no se sabía en ese momento, esto se debía a que las hélices orientadas hacia adelante generaban un flujo de agua lubricante que reducía la resistencia del hielo al reducir la fricción entre el casco del barco y el hielo. [5] Sin embargo, como la capacidad de gobierno de un barco se reduce considerablemente cuando navega hacia atrás, no podría considerarse un modo de operación principal. Estos hallazgos dieron como resultado la adopción de hélices de proa en rompehielos más antiguos que operaban en los Grandes Lagos y el Mar Báltico , pero en las condiciones más severas del hielo del Ártico no pudieron usarse debido al riesgo de que las hélices de proa resultaran dañadas por témpanos de hielo de varios años. fue demasiado genial. Además, las hélices orientadas hacia adelante tienen una eficiencia de propulsión muy baja y aumentan considerablemente la resistencia del barco en aguas abiertas, lo que las hace inadecuadas para los buques mercantes. [1] [3]
Debido a las limitaciones de los sistemas de propulsión tradicionales, el concepto de barco de doble acción no se consideró seriamente hasta el desarrollo de unidades de propulsión eléctricas que combinan las ventajas del tren motriz diésel-eléctrico , ya ampliamente utilizado en rompehielos, con la excelente maniobrabilidad del azimut. propulsores . [1] Desarrollada inicialmente como una cooperación entre la corporación multinacional de equipos eléctricos ABB Group y el constructor naval finlandés Masa-Yards a fines de la década de 1980, la nueva unidad de propulsión pasó a ser conocida como Azipod (un acrónimo de "propulsor azimutal" y "propulsión en cápsulas"). unidad") que hoy es una marca registrada del Grupo ABB. [6]
La superioridad de la propulsión eléctrica con cápsulas en los barcos rompehielos, especialmente cuando navegan a popa, quedó demostrada cuando se instaló la primera cápsula de propulsión en el buque de mantenimiento de calles Seili, propiedad de la Administración Marítima de Finlandia, en 1990. Antes de la conversión, el barco no podía romper el hielo a popa. en absoluto, pero después de que la hélice y el timón fueron reemplazados por una unidad Azipod de 1,5 MW, podía avanzar hacia atrás en hielo nivelado de hasta 0,6 metros (2 pies). El barco también se podía gobernar fácilmente cuando navegaba hacia atrás en medio del hielo. Cuando los petroleros Uikku y Lunni se convirtieron a propulsión Azipod en 1993 y 1994, respectivamente, el resultado fue un aumento similar en maniobrabilidad y capacidad para romper hielo. A pesar de que los barcos fueron diseñados originalmente teniendo en cuenta la capacidad de romper el hielo, después de la conversión, la resistencia del hielo en el hielo nivelado cuando se navegaba a popa era del 40% de la que se tenía cuando se rompía el hielo hacia adelante, a pesar de que los barcos estaban equipados con una proa rompehielos y no estaban diseñados para romper el hielo a popa. [1] [3]
Las pruebas de modelos realizadas por MARC en 1994 demostraron que un barco de doble acción equipado con una unidad de propulsión Azipod podía atravesar crestas de hielo en movimiento continuo en lugar de embestir como los rompehielos convencionales. También requirió menos energía para funcionar en hielo nivelado que los diseños tradicionales, lo que resultó en una reducción del 40 al 50% en la resistencia del hielo debido al efecto lubricante del flujo de agua inducido por la hélice, un diseño de popa más abierto y que las hélices podían moler (aplastar) el hielo. hielo. [3] También se descubrió que la capacidad rompehielos de un rompehielos equipado con Azipod que opera a popa en hielo nivelado es superior a la de los rompehielos tradicionales, independientemente de la disposición de propulsión. [1]
El primer rompehielos de doble efecto, el rompehielos fluvial Röthelstein equipado con Azipod , fue entregado en 1995. El buque fue diseñado para romper crestas de hielo más profundas que su calado cuando se mueve hacia atrás. [1] Le siguieron los buques de suministro de plataformas rompehielos Arcticaborg y Antárticaborg , entregados en 1998, que fueron los primeros buques en utilizar plenamente el concepto de barco de doble acción al tener la proa diseñada para operar en aguas abiertas y en condiciones de hielo ligero. Los barcos fueron diseñados para ser capaces de romper hielo nivelado de hasta un metro de espesor cuando navegan hacia atrás y, con la ayuda de dos unidades Azipod, penetrar las crestas de hielo que en el Mar Caspio a veces llegan hasta el fondo del mar . [5]
La Guardia Costera Noruega opera un patrullero de doble acción en alta mar KV Svalbard , construido en 2002 y equipado con dos unidades de propulsión Azipod de 5 MW. El 9 de julio de 2007, la Canadian Broadcasting Corporation informó que el primer ministro canadiense, Stephen Harper, había anunciado que Canadá construiría de seis a ocho patrulleras con base en Svalbard . Sin embargo, desde el anuncio, el diseño ha progresado desde una nave de doble acción equipada con Azipod a una versión más tradicional impulsada por eje. [7] [8]
El buque de suministro y reserva para rompehielos SCF Sakhalin , entregado en 2005 como FESCO Sakhalin , fue el primer rompehielos de doble efecto a gran escala. El buque de 99 metros (325 pies), propulsado por dos unidades de propulsión Azipod de 6,5 MW, está diseñado para romper hielo nivelado de hasta 1,5 metros (5 pies) de espesor y crestas de hielo de 20 metros (66 pies) con un 4 metros ( 13 pies) de capa consolidada. [9] Desde entonces le siguieron seis buques basados en la misma forma de casco y construidos en el mismo astillero para las operaciones en alta mar en el Mar de Okhotsk : los buques de suministro de plataformas Vitus Bering en 2012, Aleksey Chirikov en 2013 y Gennadiy Nevelskoy en 2017. y los buques de reserva Stepan Makarov, Fedor Ushakov y Mikhail Lazarev en 2017. El propietario de estos buques, Sovcomflot , también opera tres buques de suministro de plataformas rompehielos de diseño ligeramente diferente que son capaces de romper el hielo en dirección popa. Los barcos construidos en 2006, SCF Endeavor , SCF Enterprise y SCF Endurance , están propulsados por dos propulsores de accionamiento Z de 7 MW y son capaces de romper hielo del primer año de hasta 1,5 metros (5 pies) de espesor, así como crestas de varios años con una espesor de 4 metros (13 pies). [10]
El rompehielos multipropósito y boya auxiliar USCGC Mackinaw de la Guardia Costera de los Estados Unidos de 3.500 toneladas , entregado en 2005, también incorpora algunas de las características típicas de los rompehielos de doble acción, como propulsión en cápsulas y capacidad para romper el hielo en popa. [11]
El rompehielos diésel-eléctrico de 25 MW encargado por Rosmorport al Baltic Shipyard bajo el nombre de proyecto LK-25, Viktor Chernomyrdin , será capaz de avanzar continuamente tanto hacia adelante como hacia atrás en un campo de hielo compacto de hasta 2 metros (6,6 pies) de espesor con una Capa de nieve de 20 centímetros (7,9 pulgadas) a 2 nudos (3,7 km / h; 2,3 mph). El sistema de propulsión híbrido del nuevo rompehielos es un desarrollo adicional del concepto tradicional de doble efecto y constará de dos unidades ABB Azipod de 7,5 MW y un eje central fijo de 10 MW. La construcción del nuevo rompehielos polar comenzó en 2013 y se espera que entre en servicio en la Ruta del Mar del Norte en 2018. [12] [13] [14]
Gazprom Neft ha encargado dos rompehielos de 22 MW, Aleksandr Sannikov y Andrey Vilkitskiy, al Astillero de Vyborg . Los buques, actualmente en construcción y cuya entrega está prevista para 2017, representan un desarrollo adicional del rompehielos finlandés Polaris con capacidad de romper hielo de 2 metros (7 pies) tanto hacia adelante como hacia atrás. [15]
El nuevo buque chino de investigación polar , actualmente en construcción, utilizará el concepto de doble acción. La embarcación Polar Clase 3 , equipada con dos propulsores azimutales, podrá romper hielo nivelado con un espesor de 1,5 metros (5 pies) y una capa de nieve de 20 centímetros (8 pulgadas). [16] [17]
En 2001, Fortum encargó dos camiones cisterna Aframax de doble acción de 106.000 DWT a Sumitomo Heavy Industries Ltd., Japón , para reemplazar los camiones cisterna más antiguos de la compañía que, debido a su menor clase de hielo , tuvieron restricciones de tráfico durante la peor parte del invierno y no pudieron entregar su cargamento hasta las refinerías de Porvoo y Naantali porque no recibieron asistencia para romper el hielo. Cuando esto sucedía, el petróleo tenía que ser transportado a barcos más pequeños de mayor clase de hielo en el borde del hielo, una práctica que era a la vez antieconómica y peligrosa. Los nuevos barcos están equipados con una unidad Azipod de tracción de 16 MW y tienen la clase de hielo finlandesa-sueca más alta , 1A Super. Están diseñados para ser capaces de navegar y romper el hielo de forma independiente en las condiciones del hielo del Báltico con la posibilidad de operar también en el Mar de Pechora . Los barcos siguen el principio de doble acción con una proa bulbosa para el desempeño en aguas abiertas y una popa diseñada teniendo en cuenta el desempeño rompehielos. [1] El primer petrolero de doble efecto, Tempera , fue entregado en 2002 y su barco gemelo, Mastera , en 2003. [2] La capacidad rompehielos de los buques demostró ser superior a la de otros barcos: en el servicio de transporte entre Primorsk , Rusia , y en las refinerías finlandesas, los petroleros no requirieron ayuda para romper el hielo e incluso actuaron como rompehielos para otros buques mercantes. [18] Los barcos pueden romper hielo nivelado de hasta 1 metro (3,3 pies) de espesor a 3 nudos (5,6 km/h; 3,5 mph) cuando operan a popa. [19]
La naviera sueca Donsötank opera cuatro pequeños buques cisterna de productos, a los que la empresa denomina buques de doble efecto. Prospero y Bro Sincero son camiones cisterna de 18.119 DWT construidos en 2000 y 2002, respectivamente, y equipados con un propulsor azimutal Siemens Schottel cada uno. Evinco y Excello son ligeramente más grandes con 19.999 DWT . Evinco , construido en 2005, está equipado con una unidad Schottel y el Excello , construido en 2008 , con dos unidades Azipod más pequeñas. [20]
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En 2007, la compañía naviera estatal rusa Sovcomflot encargó tres buques cisterna árticos de doble acción de 70.000 DWT a Samsung Heavy Industries , Corea del Sur , para transportar petróleo desde la terminal petrolera de Varandey y dos barcos de tamaño similar y de diseño ligeramente diferente al Admiralty Shipyard en San Petersburgo , Rusia, para el campo Prirazlomnoye . El primer barco, Vasily Dinkov , fue entregado en 2007 y sus dos barcos gemelos, Kapitan Gotsky y Timofey Guzhenko en 2008 y 2009, respectivamente. [21] Kirill Lavrov , el primer petrolero de doble efecto construido en un astillero ruso, fue entregado en 2009 y el último de la serie, Mikhail Ulyanov , en 2010. [22] [23] Los petroleros, equipados con dos unidades Azipod, son Capaz de carga por proa y funcionamiento independiente en hielo nivelado de hasta 1,2 metros de espesor. [22]
En marzo de 2010, Norilsk Nickel realizó un pedido de un petrolero de clase de hielo Arc7 derivado de sus buques de carga árticos de doble efecto en Nordic Yards en Wismar . El buque de 18.500 DWT , denominado diseño "Nordic AT 19", tiene dimensiones, características y capacidades principales similares a las de los cinco buques portacontenedores rompehielos de la compañía. El petrolero, llamado Enisey, fue entregado a finales de septiembre de 2011. [24] [25]
El concepto de barco de doble acción ha sido seleccionado como el principal concepto de transporte para el proyecto Yamal LNG . [26] En julio de 2013, Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) ganó la licitación para la construcción de dieciséis buques de GNL de clase de hielo Arc7 y el contrato para el primer buque, por un valor de 339,3 mil millones de wones (316,4 millones de dólares), se firmó en marzo de 2014. [27] Los buques transportadores de GNL del Ártico, equipados con tres unidades de propulsión ABB Azipod de 15 MW, son los buques rompehielos más grandes del mundo con capacidad independiente para navegar en hielo nivelado de hasta 2,1 metros (6,9 pies) de espesor . [28] El primer buque, Christophe de Margerie , fue botado en enero de 2016. [29]
En julio de 2014, Samsung Heavy Industries recibió un pedido de 440 millones de dólares por tres buques cisterna Arc7 de clase hielo para la compañía naviera rusa Sovcomflot. En octubre de 2014 se anunció un pedido de seguimiento para la construcción de tres petroleros más de diseño similar a una compañía naviera europea anónima por el mismo precio. Los petroleros de 42.000 DWT, capaces de romper hielo con un espesor de 1,4 metros (4,6 pies) a 3,5 nudos (6,5 km/h; 4,0 mph), se utilizará para transportar petróleo crudo desde los yacimientos petrolíferos de Novy Port en el golfo de Ob hasta el puerto libre de hielo de Murmansk. [30] [31] El primer buque de la serie, Shturman Albanov, se botó a principios de 2016. [32]
La próxima generación de buques de doble acción surgió cuando la empresa minera rusa Norilsk Nickel encargó un prototipo de una serie de buques árticos de carga general/contenedores de 14.500 DWT destinados a reemplazar su envejecida flota de buques de carga árticos tipo SA-15 que se construyeron en Finlandia en la década de 1980. A diferencia de los petroleros, el barco de clase de hielo Arc7 fue diseñado para tener una excelente capacidad para romper el hielo, 2 nudos en hielo nivelado con un espesor de 1,5 metros, tanto a proa como a popa. El barco, Norilskiy Nickel , fue entregado desde el astillero Hietalahti en 2006 y superó las expectativas durante las pruebas en hielo en el golfo de Yenisei . [18] En 2007 se encargaron cuatro barcos adicionales, con opción a un quinto, a los astilleros de Aker Yards en Alemania, con entregas en la segunda mitad de 2008 ( Monchegorsk , Zapolyarny y Talnakh ) y principios de 2009 ( Nadezdha ). [33] [34] Posteriormente, Nordic Yards construyó un derivado del petrolero del mismo diseño. [25]
El 22 de marzo de 2011, Gaiamare, filial de Meriaura, encargó un carguero multipropósito de doble acción de 115 metros (377 pies) diseñado especialmente para proyectos exigentes como el transporte de turbinas eólicas a instalaciones marinas. El nuevo buque, Meri, fue construido por el astillero STX Finland Turku y entregado en junio de 2012. El buque ecológico, diseñado para funcionar con biocombustible , también se puede utilizar en la limpieza de derrames de petróleo: el buque puede equiparse con skimmers y tiene 2.700 m 3 de tanques para petróleo recuperado. La propulsión diésel-eléctrica con dos propulsores Siemens Schottel Z-drive y dos propulsores de proa permite al barco maniobrar e incluso desplazarse lateralmente a bajas velocidades, aumentando considerablemente la tasa de recuperación de petróleo. [35] [36]
